
- •Санкт-петербургскИй государственнЫй университет сервиса и экономики Кафедра «Прикладная математика и эконометрика»
- •Содержание
- •ВВеДение
- •І. Требования к оформлению контрольных работ
- •Іі. Теоретическое содержание курса «Теория вероятностей и математическая статистика»
- •Тема 1: Случайные события
- •Тема 2. Случайные величины
- •Тема 3. Численная обработка данных одномерной выборки.
- •Ііі. Решение типовых задач
- •Теория вероятностей.
- •Тема 1: случайные события.
- •1 Способ.
- •2 Способ.
- •Тема 2: случайные величины.
- •1 Способ:
- •2 Способ:
- •Математическая статистика.
- •Тема 3: численная обработка данных одномерной выборки.
- •Теория вероятностей.
- •Тема 1: случайные события.
- •Тема 2: случайные величины.
- •Математическая статистика.
- •Тема 3: численная обработка данных одномерной выборки.
- •Рекомендуемая литература
1 Способ:
. В условиях
задачи
P(4,5<
2 Способ:
По формуле:
, a=4,5;
b=7
Тогда:
г) Математическое ожидание и дисперсия
Математическое ожидание находим по формуле:
М
Дисперсию вычисляем по формуле:
д
)Строим
графики
и
:
Тренинг умений: [2] №№262,267,275,280,295.
Задача 2.3
Случайные величины
имеют геометрическое, биноминальное и
пуассоновское распределения соответственно.
Найти вероятности
,
если математические ожидания
, а дисперсия
.
Решение:
1. Случайная
величина
имеет геометрическое распределение,
если её возможные значения 1,2,3,4….
, а вероятности этих значений
.
Известно, что
;
тогда
;
так как
, тогда
Вычислим:
2.
Случайная величина
имеет биноминальное распределение,
если она принимает значения 0,1,2,3…
с вероятностями:
Известно, что:
тогда,
решая эту систему получим:
Вычислим:
=
3.
Случайная величина
имеет распределение Пуассона, если ее
возможные значения 0,1,2…, а соответствующие
вероятности вычисляются по формуле:
,
где
Тогда:
Задача 2.4
Случайные величины
имеют равномерное, показательное и
нормальное распределения соответственно.
Найти вероятности
,
если у этих случайных величин математические
ожидания и среднее квадратические
отклонения равны 3.
Решение:
,
Надо найти
1. Для равномерно распределенной на отрезке [a,b] случайной величины функция плотности имеет вид.
Математическое ожидание вычисляется по формуле:
Дисперсия:
Отсюда, среднее
квадратическое отклонение
(
По условию задачи имеем:
При
эта система равносильна системе:
,
решая которую, получаем:
Отсюда:
.
Значит, функция плотности имеет вид:
Найдем вероятность
по формуле попадания значений случайной
величины с функцией плотности
в
:
2.
Непрерывная случайная величина
имеет показательное распределение,
если ее плотность вероятности:
где
параметр распределения,
Функция распределения показательного распределения имеет вид:
Известно, что
,
отсюда
Тогда:
Вычислим
:
3. Пусть
случайная величина, подчиняющаяся
нормальному закону распределения.
Основные параметры случайной величины
имеющей нормальный закон распределения
X
:
математическое ожидание,
среднее квадратическое отклонение. По
условию задачи
,
.Так
как вероятность попадания случайной
величины
в
распределенной по нормальному закону,
вычисляется по формуле
где Ф(x) – функция Лапласа (значения ее берутся из таблицы), то по условию задачи:
Тренинг умений: [2] №№315,328,350,367.
Математическая статистика.
Тема 3: численная обработка данных одномерной выборки.
Выборка X объемом N = 100 измерений получится в виде таблицы
где рассчитаны по формуле:
,
Объем выборки -
Примечание.Для
расчетов
и
рекомендуется перейти к условным
значениям
,
взяв за ложный нуль Сх
значение с наибольшей частотой,
использовать суммы
и
.
Задача 3.1
Построить полигон
относительных частот
.
Решение:
Для построения полигона вычислим по формуле относительные частоты:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контроль:
(полигон получен
соединением отрезками ломаной точек
с координатами:(
,
)) .
Задача 3.2
Вычислим среднее
выборочное
, выборочную дисперсию
и среднее квадратическое отклонение
.
Решение:
Возьмём за ложный
нуль
и перейдем к условным вариантам (выбрано
с наибольшей частотой
)
(в знаменателе
)
Распределение условных вариант (значений):
Вычислим:
По формуле
,
получим
средняя выборочная
Вычислим:
По формуле:
вычислим:
выборочная
дисперсия.Так как
, то
,
значит
среднее квадратическое отклонение.
Задача 3.3
По критерию
проверить гипотезу о нормальном
распределении генеральной совокупности
при уровне значимости
Решение:
Численным методом
оценки того, принадлежит ли данная
выборка генеральной совокупности с
нормальным законом распределения с
параметрами М(Х)=
,
является
метод применения критерия
(критерий
К. Пирсона – один из критериев согласия).
По этому методу наблюдаемое эмпирическое
распределение выборки сравнивается с
гипотетическим теоретическим
распределением соответствующей
генеральной совокупности. Для этого
необходимо:
Вычислить
, где N – объем выборки,
- шаг (разность между двумя соседними измерениями),
,
– табличное значение функции Гаусса.
Составим расчетную
таблицу 1. Значения
получены из таблицы значений функции
Гаусса
;
Таблица 1.
Сравнить эмпирические и теоретические частоты с помощью
критерия. Составим расчетную таблицу 2, из которой найдем наблюдаемые значения критерия
Таблица 2.
По таблице критических точек распределения по уровню значимости и числу степеней свободы
найдем критическую точку правосторонней критической области
. Так как
нет оснований отвергнуть гипотезу о нормальном распределении генеральной совокупности, то есть эмпирические и теоретические частоты различаются незначимо (случайно).
Тренинг умений: [2] №№443,446,453,466,501,506,510,635
ІV. Задания к контрольной работе